[發(fā)明專利]橫向擴散金屬氧化物半導體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410075277.0
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN104900694A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 韓廣濤
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤上華半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體器件，特別是涉及一種LDMOS器件，還涉及一種LDMOS器件的制造方法。

背景技術(shù)

隨著橫向擴散金屬氧化物半導體（LDMOS）器件在集成電路中的應用越來越廣泛，對于關(guān)態(tài)崩潰電壓（off-BV）更高，導通電阻（Rdson）更小的LDMOS的需求越來越迫切。而Rdson越小，意味著漂移區(qū)濃度越高，LDMOS在工作時的電場就越大，熱載流子注入（HCI）現(xiàn)象越嚴重，器件壽命越差。尤其是漂移區(qū)有淺溝槽隔離（STI）結(jié)構(gòu)的LDMOS，由于開態(tài)時，電流會直接流經(jīng)STI邊角處，在此處產(chǎn)生較強的碰撞電離，使熱載流子注入到STI邊角處，導致器件退化。

一種解決方法是通過拉大P阱與STI之間的距離，使電流在漂移區(qū)提前分流，不再完全通過STI邊角處，碰撞電離的位置也會遠離STI邊角，從而減少STI邊角處對電荷的俘獲，提高器件壽命。

然而，P阱與STI間距離拉大的同時，導通電阻也會變大，甚至由于N型雜質(zhì)增加后，漂移區(qū)難以完全耗盡，導致off-BV降低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種既能解決熱載流子注入問題、又能夠兼顧off-BV和Rdson的橫向擴散金屬氧化物半導體器件。

一種橫向擴散金屬氧化物半導體器件，包括淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和多晶硅柵極，所述多晶硅柵極部分覆蓋于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上開有凹槽，所述器件還包括與所述多晶硅柵極直接連接且填充入所述凹槽內(nèi)的延伸部，所述延伸部的材質(zhì)為半導體材料或金屬材料。

在其中一個實施例中，所述延伸部為與所述多晶硅柵極一體的多晶硅。

在其中一個實施例中，所述延伸部向下伸入所述凹槽的深度為0.1微米-0.7微米，凹槽所在的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的深度為0.2微米～0.8微米。

在其中一個實施例中，所述橫向擴散金屬氧化物半導體器件為N溝道橫向擴散金屬氧化物半導體器件。

還有必要提供一種橫向擴散金屬氧化物半導體器件的制造方法。

一種橫向擴散金屬氧化物半導體器件的制造方法，包括形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的步驟，還包括通過光刻和刻蝕在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上形成凹槽的步驟，和形成多晶硅柵極及與所述多晶硅柵極直接連接且填充入所述凹槽內(nèi)的延伸部的步驟，所述多晶硅柵極部分覆蓋于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上，所述延伸部的材質(zhì)為半導體材料或金屬材料。

在其中一個實施例中，所述延伸部為與所述多晶硅柵極一體的多晶硅，所述形成多晶硅柵極及與所述多晶硅柵極直接連接且填充入所述凹槽內(nèi)的延伸部的步驟，是淀積多晶硅，所述多晶硅延覆蓋在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上的部分填充入所述凹槽內(nèi)。

在其中一個實施例中，所述凹槽的深度為0.1微米-0.7微米，凹槽所在的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的深度為0.2微米～0.8微米。

在其中一個實施例中，所述橫向擴散金屬氧化物半導體器件是N溝道橫向擴散金屬氧化物半導體器件。

上述橫向擴散金屬氧化物半導體器件，覆蓋在STI上方的多晶硅柵極通過延伸部延伸至STI內(nèi)的凹槽中，與漂移區(qū)silicon間的距離變小、電容變大，在器件使用過程中，即使有電荷被俘獲在STI的邊角處，也會由于柵壓的作用而減弱其對線性驅(qū)動電流（Idlin）的影響，從而減小Idlin退化、提高器件的熱載流子注入壽命。器件在關(guān)態(tài)時，延伸部可以增強漂移區(qū)耗盡，開態(tài)時柵壓又能增強對STI旁邊及被多晶硅覆蓋的下方區(qū)域中N型雜質(zhì)的積累，既能提高關(guān)態(tài)崩潰電壓（off-BV），又能降低導通電阻（Rdson）。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的帶有STI的NLDMOS器件的剖面示意圖；

圖2是一實施例中NLDMOS器件的剖面示意圖；

圖3是圖1所示NLDMOS器件的電流流向圖；

圖4是圖2所示NLDMOS器件的電流流向圖；

圖5是圖1所示NLDMOS器件的碰撞電離分布圖；

圖6是圖2所示NLDMOS器件的碰撞電離分布圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。